JP4555244B2

JP4555244B2 - フレッシュコンクリートの単位水量測定方法

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Publication number: JP4555244B2
Application number: JP2006074438A
Authority: JP
Inventors: 秀幸梶田; 英祐杉山; 和樹宮野
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007245624A

Description

本発明は、フレッシュコンクリートの単位水量測定方法に関する。

コンクリート構造物の品質確保には、コンクリート構造物に用いられるフレッシュコンクリートの単位水量を適正に管理することが重要である。

このため、従来から、フレッシュコンクリートの単位水量を測定する技術が各種提案されている。

従来のフレッシュコンクリートの単位水量測定技術としては、単位容積質量法、加熱乾燥法、ＲＩ法などが知られている。

上記単位容積質量法は、測定対象となるフレッシュコンクリートの単位容積質量を測定し、その測定値と単位容積質量の設定値とを比較することにより、測定対象となるフレッシュコンクリートの単位水量を求める方法である。

この単位容積質量法では、フレッシュコンクリート中の水は、他の材料より比重が小さいことを利用している。すなわち、測定対象のフレッシュコンクリートの単位容積質量の測定値が、単位容積質量の設定値より大きい（又は小さい）場合は、フレッシュコンクリートの単位水量が小さい（又は大きい）。

また、上記加熱乾燥法は、モルタル又はコンクリート試料を加熱して乾燥させ、加熱前後の試料の質量差から、フレッシュコンクリートの単位水量を計測する方法である。

また、上記ＲＩ法は、例えばフレッシュコンクリートに中性子を照射して、フレッシュコンクリートの単位水量を計測する方法である。このＲＩ法では、中性子が水素によって減衰する性質を利用し、減衰する中性子の数から水量（コンクリートでは水素はほとんど水に存在する）を逆算する。
特開２００５−１８１２８７号公報特開２００４−９８３８９号公報

しかしながら、従来の単位容積質量法では、フレッシュコンクリートを試料としており、試料に含まれる粗骨材のサンプリング誤差の影響を受けるため、測定結果のばらつきが大きくなるという問題があった。

上記サンプリング誤差を、粗骨材の洗い出しにより補正する方法もある。しかし、上記補正を行うと、測定時間が長くなると共に、手間がかかるという問題がある。

また、加熱乾燥法は、セメントの初期水和、骨材の過大粒、過小粒等の補正を行うことにより、精度の高い測定結果を得ることができる。しかし、試料が多くなると、その乾燥に要する時間が長くなるという問題があった。

また、ＲＩ法は、対象となる材料の影響を受けるため、事前に測定対象となるフレッシュコンクリートの中性子透過量と、単位水量との関係式を求めることにより、精度の高い
測定結果を得ることができる。しかし、比較的高価な専用の装置が必要となるため、コストアップになるという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、粗骨材のサンプリング誤差の影響を受けることなく、短時間で且つコストアップを抑制できるフレッシュコンクリートの単位水量測定方法を提供することを目的とする。

本発明のフレッシュコンクリートの単位水量測定方法は、
前記フレッシュコンクリートからモルタルを採取し、
前記モルタルの単位容積質量を測定し、
前記モルタルの単位容積質量の測定値と、前記モルタルの単位容積質量の設定値との差に基づいて、前記モルタルの単位水量を求める。

フレッシュコンクリートに含まれるモルタルは、ウェットスクリーニング法などによって採取することができる。ウェットスクリーニング法では、ふるいを用いてフレッシュコンクリートからモルタルを採取する。

モルタル中の水は他の材料（セメントなど）と比較して比重が小さいので、測定対象のモルタルにおける単位容積質量の測定値が、このモルタルにおける単位容積質量の設定値より大きい場合は測定対象のモルタル中の水が少ない、すなわち、単位水量が小さいことが分かる。

これとは反対に、測定対象のモルタルにおける単位容積質量の測定値がモルタルの単位容積質量の設定値より小さい場合には、測定対象のモルタル中の水が多い、すなわち、単位水量が大きいことが分かる。

この関係を利用して、モルタルの単位容積質量を測定することにより、モルタルの単位水量を求めることができる。モルタルの単位水量は、上記測定対象のモルタルの単位容積質量の測定値と、モルタルに関する諸数値を、所定の数式に代入して算出する。

また、フレッシュコンクリートの単位水量は、上記で算出したモルタルの単位水量と、基準となるフレッシュコンクリートに関する諸数値を、所定の数式に代入して算出する。

本発明では、フレッシュコンクリートから採取したモルタルの単位容積質量を測定し、この測定結果を用いてモルタルの単位水量を求める。そして、このモルタルの単位水量に基づいてフレッシュコンクリートの単位水量を求めるので、粗骨材のサンプル誤差の影響を受けることなく、短時間、且つ低コストでフレッシュコンクリートの単位水量を求めることができる。

次に、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定方法について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定方法の測定手順を示すフローチャートである。

ここでは、まず、例えばミキサー車からフレッシュコンクリートを採取する（Ｓ１１）。この採取は、例えばJIS A 5308 9.1の「試料採取方法」に準じて行うことができる。

次に、採取したフレッシュコンクリートからモルタルを採取する（Ｓ１２）。モルタルの採取は、例えばふるいを用いたウェットスクリーニングにより行うことができる。

本実施の形態では、採取したフレッシュコンクリートを、振動ふるい機にセットされた５ｍｍふるいに投入し、モルタルをふるい分ける。一度にふるうフレッシュコンクリートの容積は、１リットル程度（ハンドスコップ半分程度）とする。

ふるい分けは、モルタルがふるいを通過している段階（１０秒前後を目安とする）で終了する。ふるいに残ったフレッシュコンクリートを廃棄し、再度フレッシュコンクリートを採取して、モルタルをふるい分ける。この作業を、モルタルが必要量（２リットル程度）になるまで繰り返す。

次に、採取したモルタルの空気量をエアメータなどで測定する（Ｓ１３）。この測定は、例えばJIS A 1128の「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法」に準じて行うことができる。

なお、上記エアメータの質量及び容積は、測定日毎に確認するのが好ましい。また、エアメータは、一般的に使用されているものを使用できるので、その詳細な説明を省略する。

次に、採取したモルタルの単位容積質量を測定する（Ｓ１４）。次に、上記モルタルの単位容積質量の測定値を用いて、単位容積質量法により、モルタルの単位水量を計算する（Ｓ１５）。

上記単位容積質量法は、測定対象のモルタルの単位容積質量の測定値と、このモルタルの単位容積質量の設定値とを比較することにより、モルタルの単位水量を求めるものであ
る。

すなわち、モルタル中の水は、他の材料（セメントなど）より比重が小さいので、測定対象のモルタルの単位容積質量の測定値が、このモルタルの単位容積質量の設定値より大きい場合には、測定対象のモルタルの単位水量の測定値がモルタルの単位水量の設定値より小さいことが分かる。

これとは反対に、測定対象のモルタルの単位容積質量の測定値が、このモルタルの単位容積質量の設定値より小さい場合には、測定対象のモルタルの単位水量の測定値が、このモルタルの単位水量の設定値より大きいことが分かる。

上記の関係から、測定対象のモルタルの単位容積質量の測定値を所定の数式に代入して測定対象のモルタルの単位水量を計算することができる。

本実施の形態では、測定対象のモルタルの単位容積質量及び空気量を測定する。

次に、上記測定結果、モルタル及びフレッシュコンクリートに関する諸数値を下記数式（１）に代入して、測定対象のモルタルの単位水量を求める。次に、上記で求めたモルタルの単位水量を、下記数式（２）に代入して、フレッシュコンクリートの単位水量を求める。

Ｗｍ＝Ｗｍ₀＋ΔＷ’・・・・・・・・・（１）
但し、Ｗｍ：モルタル１ｍ³中の単位水量測定値（ｋｇ／ｍ³）
Ｗｍ₀：モルタル１ｍ³中の単位水量設定値（ｋｇ／ｍ³）
Ｗｍ₀＝（Ｗ₀×１０００）／Ｖｍ₀
Ｗ₀：コンクリート１ｍ³中の水の設定質量（ｋｇ）
Ｖｍ₀：コンクリート１ｍ³中のモルタルの設定容積（リットル）
ΔＷ’：モルタルの単位水量の誤差（モルタル１ｍ³当たり）
ΔＷ’＝（γｍ₁×（１−０．０１Ａｍ₀−０．００１×ΔＶ）−γｍ₀）
／（１−０．００１γｍ₁）
γｍ₁：モルタルの空気量を除いた単位容積質量の測定値
γｍ₁＝１０００×（Ｍ₁−Ｍ_a）／（Ｖ_a×（１−０．０１Ａｍ₁）
Ａｍ₀：モルタルの目標空気量（％）
ΔＶ：セメント粒子への水の浸潤による容積減少量（リットル）
γｍ₀：モルタルの単位容積質量の設定値（ｋｇ／ｍ³）
γｍ₀＝Ｍｍ₀／Ｖｍ₀＝１０００×（Ｗ₀＋Ｃ₀＋Ｓｍ₀ ）／Ｖｍ₀
Ｍ₁：測定質量（エアメータ＋モルタル試料）（ｋｇ）
Ｍ_a：エアメータの蓋を含めた全容器質量（ｋｇ）
Ｖ_a：エアメータの下容器容積（リットル）
Ａｍ₁：モルタルの測定空気量（％）
Ｍｍ₀：コンクリート１ｍ³中のモルタルの設定質量（ｋｇ）
Ｖｍ₀：コンクリート１ｍ³中のモルタルの設定容積（リットル）
Ｗ＝（Ｗｍ×Ｖｍ₀）／１０００・・・（２）
但し、Ｗ：フレッシュコンクリートの推定単位水量（ｋｇ／ｍ³）
なお、上記数式（１）,（２）は、従来のフレッシュコンクリートの単位水量を求める
際に使用されている数式と殆ど同じなので、その説明を省略する。

図２は、本発明のフレッシュコンクリートの単位水量測定方法でフレッシュコンクリートの単位水量を測定する際に使用するデータシート２０である。

このデータシート２０には、試験日、打設部位、ミキサー車、フレッシュコンクリートの水セメント比などの一般事項を記入する欄２１，フレッシュコンクリートの使用材料の単位量及び材料密度を記入する欄２２，骨材の過大粒，過小粒などを記入する欄２３，セメントの吸水による容積減少量を記入する欄２４，フレッシュコンクリート１ｍ³中のモ
ルタル量を記入する欄２５，モルタルの目標空気量を記入する欄２６，エアメータの質量及び空気量の測定結果を記入する欄２７，モルタル及びフレッシュコンクリートに関する測定結果及び各種計算結果を記入する欄２８が設けられている。

上記一般事項を記入する欄２１には、試験日、打設部位、ミキサー車の台数、水セメント比、フレッシュコンクリートの製造工場名、Ｆｃ（フレッシュコンクリートの設計基準強度）、フレッシュコンクリートの配合呼び名、フレッシュコンクリートの目標空気量Ａ₀を記入する欄が設けられている。

上記フレッシュコンクリートの使用材料の単位量及び材料密度を記入する欄２２には、水Ｗ₀、セメントＣ₀、細骨材Ｓ₀、粗骨材（２種類）Ｇ１₀，Ｇ２₀、高性能ＡＥ減水剤Ｓ
Ｐ₀の欄が設けられている。また、この欄２２には、上記Ｗ₀〜ＳＰ₀の合計質量Ｍｃ₀、コンクリートの容積Ｖｃ₀を記入する欄が設けられている。

上記骨材の過大粒，過小粒などを記入する欄２３には、過大粒（５ｍｍ以上）の含有率，過小粒（５ｍｍ以下）の含有率，ＳＰ（高性能ＡＥ減水剤）使用量を記入する欄が設けられている。

上記フレッシュコンクリート１ｍ³中のモルタル量を記入する欄２５には、上記フレッ
シュコンクリートの使用材料の単位量及び材料密度を記入する欄２２と同様の項目の欄が設けられている。

上記エアメータに関する事項及び空気量の測定結果を記入する欄２７には、事前準備としてエアメータの蓋を含めた全容器質量Ｍ_a、エアメータの下容器容積Ｖ_aを記入する欄が設けられている。また、測定結果として測定質量（エアメータ＋モルタル試料）Ｍ₁、測
定空気量Ａｍ₁を記入する欄が設けられている。

上記モルタル及びフレッシュコンクリートに関する測定結果及び各種計算結果を記入する欄２８には、コンクリート１ｍ³中のモルタルの設定容積Ｖｍ₀、モルタルの単位容積質量の設定値γｍ₀、モルタルの空気量を除いた単位容積質量の測定値γｍ₁、モルタルの単位水量の設定値Ｗｍ₀、モルタル１ｍ³当たりの単位水量の誤差ΔＷ’、モルタルの推定単位水量Ｗｍ、フレッシュコンクリートの推定単位水量Ｗを記入する欄が設けられている。

なお、上記数式におけるρ_w，ρ_c，ρ_s，ρ_G1，ρ_G2は、それぞれ水Ｗ₀，セメントＣ₀
，細骨材Ｓ₀，粗骨材Ｇ１₀，Ｇ２₀の密度である。

図３は、測定結果の一例を示す。ここでは、モルタル１ｍ³当たりの単位水量の誤差Δ
Ｗ’＝−１．４ｋｇ、モルタルの推定単位水量２８３．４（ｋｇ／ｍ³）であった。

そして、フレッシュコンクリートの単位水量（推定単位水量）Ｗは、Ｗ＝Ｗｍ×Ｖｍ₀
／１０００=２８３．４×６４６．１／１０００＝１８３．１（ｋｇ／ｍ³）である。

このように、本発明のフレッシュコンクリートの単位水量測定方法は、フレッシュコンクリートからモルタルを採取し、このモルタルの単位水量を単位容積質量法により求める。そして、上記で求められたモルタルの単位水量に基づいてフレッシュコンクリートの単
位水量を求める。

すなわち、本発明では、粗骨材を含まないモルタルの単位水量を測定し、このモルタルの単位水量の測定値に基づいてフレッシュコンクリートの単位水量を求めるので、粗骨材のサンプリング誤差の影響を排除できる。また、採取したモルタルを乾燥する必要がないので、加熱乾燥法に比べて測定時間を短くできる。更に、ＲＩ法のような専用の装置を必要としないので、コストを低減できる。

従って、建築現場などでも簡便、迅速且つ正確にフレッシュコンクリートの単位水量を求めることができ、コンクリートの品質管理を適正に行うことができる。

本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定方法の測定手順を示すフローチャートである。本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定方法を行う際に使用するデータシートの一例を示す図である。本発明に係るフレッシュコンクリートの単位水量測定方法によるフレッシュコンクリートの単位水量の測定結果を示す図である。

符号の説明

２０データシート
２１一般事項を記入する欄
２２単位量及び材料密度を記入する欄
２３骨材の過大粒，過小粒などを記入する欄
２４容積減少量を記入する欄
２５モルタル量を記入する欄
２６目標空気量を記入する欄
２７エアメータに関する事項を記入する欄
２８測定結果及び各種計算結果を記入する欄

Claims

フレッシュコンクリートからモルタルを採取し、
前記モルタルの単位容積質量を測定し、
前記モルタルの単位容積質量の測定値と、前記モルタルの単位容積質量の設定値との差に基づいて、前記モルタルの単位水量を求めることを特徴とするフレッシュコンクリートの単位水量測定方法。